第七讲 水蒸气的热力性质和热力过程.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,工程热力学与传热学,内 燃 机 教 研 室,第一节 概述,一、水蒸气不适于理想气体状态方程,水蒸气离液态不远，而且伴随物质聚态的变化,实际气体的热力学能不仅是温度的函数，还,是比体积的函数。,实际气体的状态方程：,实际气体的比热容：,第二节 水的定压汽化过程与水蒸汽的 图和 图,一、饱和温度和饱和压力,当水和蒸汽的温度和压力不再变化时，从水中,飞出的分子与从蒸汽中飞入水中的分子数达到,动态平衡，对应于温度 时，平衡时的压力,称为饱和压力。,蒸发的条件：水蒸汽的分压力小于相应温度下水,的饱和压力。,给定压力下，对应有一个水和水蒸汽的饱和温度：,沸腾的条件：水温达到给定压力下的饱和温度。,二、水的定压汽化过程,1,水，压力 ，初始温度 ，这时水的,比体积为 ，,水在定压加热的时候，比体积略有增加，表,现为点 自左向右移动；水温不断上升，焓,和熵增加。,1.,定压预热阶段：,比液体热：,2.,定压汽化阶段：,比汽化潜热,湿饱和蒸汽：饱和水完全汽化之前，饱和水与水,蒸汽的混合物。,3.,定压过热阶段：,过热度：,比过热热：,干度：湿蒸汽中含饱和蒸汽 。,三、水蒸汽的 图和 图,第三节 水蒸气表,(1),未饱和水区,(2),湿蒸汽区,(3),过热蒸汽区,一、饱和水与饱和水蒸汽表,1.,按温度排列2.,按压力排列：,对于湿蒸气，先根据附表,2,和,3,查出饱和水和,饱和蒸气的参数，用干度计算。,二、未饱和水与过热水蒸汽,由附表,4,查出未饱和水和过热水蒸汽的,例,6-1,有一种说法：“过冷水一定很冷，过,热水蒸汽一定很热”，试用水蒸汽表对此加,以评论。,例,6-2,：某锅炉产生的蒸汽，,试确定其所处状态，并求出其温度、比焓、,比热力学能和比熵的数值。,干度：,比焓值为：,比热力学能：,温度：,例 在压力 下，对水进行定压加热，当其,温度分别为 和 ，试确定其所处,的状态。,解：时，,时，为未饱和水，过冷度,第四节 水蒸气的 图,焓,-,熵图,定压过程的热量和绝热过程的技术功可,用纵坐标上线段的长度来表示。,一、定压线,定压预热阶段，定压线向上凹；,定压汽化阶段，定压线为直线；,过热阶段，定压线向上凹。,定压线簇向右上方呈发散状。,二、定温线,在湿蒸汽区定压线即定温线；在过热蒸汽区，,定温线为向右上凸的曲线。,三、定干度线,湿蒸汽区不同定压线上干度相同的状态点,的连线,例,6-4,：如图,6-6,所示，在湿蒸汽区任一定压,线段,BD,内取一点,M,，则该点的干度,试证明之。,第五节 水蒸汽的基本热力过程,水蒸汽的热力过程的计算任务：,(1),初态和终态的状态参数,(2),过程中的热量、膨胀功、技术功、焓和,熵的变化。,(3),利用蒸汽表和焓熵图进行计算。,一、定容过程,单位质量膨胀功为零,单位质量技术功,单位质量热量：,二、定压过程,单位质量膨胀功,单位质量技术功,单位质量热量,三、定温过程,单位质量热量,单位质量膨胀功,单位质量技术功,四、绝热过程,单位质量膨胀功,单位质量技术功：,例,6-5,：有一刚性封闭容器，装有 、,的湿蒸汽，对其加热至,试确定加热终点的状态，求出单位质量的加热量。,解：查附表,3,得，时的参数为,算得,定容加热：,再查表得 时，,终态为 下的饱和水，,单位质量加热量：,例,6-6,初态为 的过,热蒸气，进入汽轮机绝热膨胀，终压,，求终态的干度、比熵和所作的,比轴功。若汽轮机的相对内效率,求终态的干度、比熵产和所作的比轴功。,解：由焓,-,熵图，得,比轴功：,实际比轴功：,由 和 确定点,3,：,比熵产：,